－ 熵編碼
熵編碼是無(wú)損編碼。它對變換、量化后得到的系數和運動(dòng)信息，進(jìn)行進(jìn)一步的壓縮。
視頻編碼的基本框架（圖）
國際音視頻壓縮標準發(fā)展歷程
H.261
H.261標準是為ISDN設計，主要針對實(shí)時(shí)編碼和解碼設計，壓縮和解壓縮的信號延時(shí)不超過(guò)150ms，碼率px64kbps(p=1~30)。
H.261標準主要采用運動(dòng)補償的幀間預測、DCT變換、自適應量化、熵編碼等壓縮技術(shù)。 只有I幀和P幀，沒(méi)有B幀，運動(dòng)估計精度只精確到像素級。支持兩種圖像掃描格式：QCIF和CIF。
H.263
H.263標準是甚低碼率的圖像編碼國際標準，它一方面以H.261為基礎，以混合編碼為核心，其基本原理框圖和H.261十分相似，原始數據和碼流組織也相似；另一方面，H.263也吸收了MPEG等其它一些國際標準中有效、合理的部分，如：半像素精度的運動(dòng)估計、PB幀預測等，使它性能優(yōu)于H.261。
H.263使用的位率可小于64Kb/s,且傳輸比特率可不固定（變碼率）。H.263支持多種分辨率： SQCIF(128x96)、 QCIF、CIF、4CIF、16CIF。
與H.261和H.263相關(guān)的國際標準
與H.261有關(guān)的國際標準
H.320：窄帶可視電話(huà)系統和終端設備；
H.221：視聽(tīng)電信業(yè)務(wù)中64~1 920Kb/s信道的幀結構；
H.230：視聽(tīng)系統的幀同步控制和指示信號；
H.242：使用直到2Mb/s數字信道的視聽(tīng)終端的系統。
與H.263有關(guān)的國際標準
H.324：甚低碼率多媒體通信終端設備；
H.223：甚低碼率多媒體通信復合協(xié)議；
H.245：多媒體通信控制協(xié)議；
G.723.1.1：傳輸速率為5.3Kb/s和6.3Kb/s的語(yǔ)音編碼器。
JPEG
國際標準化組織于1986年成立了JPEG(Joint Photographic Expert Group)聯(lián)合圖片專(zhuān)家小組，主要致力于制定連續色調、多級灰度、靜態(tài)圖像的數字圖像壓縮編碼標準。常用的基于離散余弦變換(DCT)的編碼方法，是JPEG算法的核心內容。
MPEG-1/2
MPEG-1標準用于數字存儲體上活動(dòng)圖像及其伴音的編碼，其數碼率為1.5Mb/s。 MPEG-1的視頻原理框圖和H.261的相似。
MPEG-1視頻壓縮技術(shù)的特點(diǎn)：1. 隨機存??；2. 快速正向/逆向搜索；3 .逆向重播；4. 視聽(tīng)同步；5. 容錯性；6. 編/解碼延遲。MPEG-1視頻壓縮策略：為了提高壓縮比，幀內/幀間圖像數據壓縮技術(shù)必須同時(shí)使用。幀內壓縮算法與JPEG壓縮算法大致相同，采用基于DCT的變換編碼技術(shù)，用以減少空域冗余信息。幀間壓縮算法，采用預測法和插補法。預測誤差可在通過(guò)DCT變換編碼處理，進(jìn)一步壓縮。幀間編碼技術(shù)可減少時(shí)間軸方向的冗余信息。
MPEG-2被稱(chēng)為“21世紀的電視標準”，它在MPEG-1的基礎上作了許多重要的擴展和改進(jìn)，但基本算法和MPEG-1相同。
MPEG-4
MPEG-4標準并非是MPEG-2的替代品，它著(zhù)眼于不同的應用領(lǐng)域。MPEG-4的制定初衷主要針對視頻會(huì )議、可視電話(huà)超低比特率壓縮（小于64Kb/s）的需求。在制定過(guò)程中，MPEG組織深深感受到人們對媒體信息，特別是對視頻信息的需求由播放型轉向基于內容的訪(fǎng)問(wèn)、檢索和操作。
MPEG-4與前面提到的JPEG、MPEG-1/2有很大的不同，它為多媒體數據壓縮編碼提供了更為廣闊的平臺，它定義的是一種格式、一種框架，而不是具體算法，它希望建立一種更自由的通信與開(kāi)發(fā)環(huán)境。于是MPEG-4新的目標就是定義為：支持多種多媒體的應用，特別是多媒體信息基于內容的檢索和訪(fǎng)問(wèn)，可根據不同的應用需求，現場(chǎng)配置解碼器。編碼系統也是開(kāi)放的，可隨時(shí)加入新的有效的算法模塊。應用范圍包括實(shí)時(shí)視聽(tīng)通信、多媒體通信、遠地監測/監視、VOD、家庭購物/娛樂(lè )等。
JVT：新一代的視頻壓縮標準
JVT是由ISO/IEC MPEG和ITU-T VCEG成立的聯(lián)合視頻工作組（Joint Video Team），致力于新一代數字視頻壓縮標準的制定。
JVT標準在ISO/IEC中的正式名稱(chēng)為：MPEG-4 AVC(part10)標準；在ITU-T中的名稱(chēng):H.264（早期被稱(chēng)為H
H264/AVC
H264集中了以往標準的優(yōu)點(diǎn)，并吸收了以往標準制定中積累的經(jīng)驗, 采用簡(jiǎn)潔設計,使它比MPEG4更容易推廣。H.264創(chuàng )造性了多參考幀、多塊類(lèi)型、整數變換、幀內預測等新的壓縮技術(shù)，使用了更精細的分象素運動(dòng)矢量（1/4、1/8)和新一代的環(huán)路濾波器，使得壓縮性能大大提高，系統更加完善。
H.264主要有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：
－ 高效壓縮：與H.263+和MPEG4 SP相比，減小50%比特率
－ 延時(shí)約束方面有很好的柔韌性
－ 容錯能力
－ 編/解碼的復雜性可伸縮性
－ 解碼全部細節：沒(méi)有不匹配
－ 高質(zhì)量應用
－ 網(wǎng)絡(luò )友善
二、監控中的視頻編碼技術(shù)：
目前監控中主要采用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等幾種視頻編碼技術(shù)。對于最終用戶(hù)來(lái)言他最為關(guān)心的主要有：清晰度、存儲量（帶寬）、穩定性還有價(jià)格。采用不同的壓縮技術(shù)，將很大程度影響以上幾大要素。
MJPEG
MJPEG（Motion JPEG）壓縮技術(shù)，主要是基于靜態(tài)視頻壓縮發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，它的主要特點(diǎn)是基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化，只單獨對某一幀進(jìn)行壓縮。
MJPEG壓縮技術(shù)可以獲取清晰度很高的視頻圖像，可以動(dòng)態(tài)調整幀率、分辨率。但由于沒(méi)有考慮到幀間變化，造成大量冗余信息被重復存儲，因此單幀視頻的占用空間較大，目前流行的MJPEG技術(shù)最好的也只能做到3K字節/幀，通常要8~20K！
MPEG-1/2
MPEG-1標準主要針對SIF標準分辨率(NTSC制為352X240；PAL制為352X288)的圖像進(jìn)行壓縮. 壓縮位率主要目標為1.5Mb/s.較MJPEG技術(shù)，MPEG1在實(shí)時(shí)壓縮、每幀數據量、處理速度上有顯著(zhù)的提高。但MPEG1也有較多不利地方:存儲容量還是過(guò)大、清晰度不夠高和網(wǎng)絡(luò )傳輸困難。
MPEG-2 在MPEG-1基礎上進(jìn)行了擴充和提升，和MPEG-1向下兼容，主要針對存儲媒體、數字電視、高清晰等應用領(lǐng)域，分辨率為：低(352x288)，中(720x480)，次高(1440x1080)，高(1920x1080)。MPEG-2視頻相對MPEG-1提升了分辨率，滿(mǎn)足了用戶(hù)高清晰的要求，但由于壓縮性能沒(méi)有多少提高，使得存儲容量還是太大，也不適和網(wǎng)絡(luò )傳輸。
MPEG-4
MPEG-4視頻壓縮算法相對于MPEG-1/2在低比特率壓縮上有著(zhù)顯著(zhù)提高，在CIF（352*288）或者更高清晰度（768*576）情況下的視頻壓縮，無(wú)論從清晰度還是從存儲量上都比MPEG1具有更大的優(yōu)勢，也更適合網(wǎng)絡(luò )傳輸。另外MPEG-4可以方便地動(dòng)態(tài)調整幀率、比特率，以降低存儲量。
MPEG-4由于系統設計過(guò)于復雜，使得MPEG-4難以完全實(shí)現并且兼容，很難在視頻會(huì )議、可視電話(huà)等領(lǐng)域實(shí)現，這一點(diǎn)有點(diǎn)偏離原來(lái)地初衷。另外對于中國企業(yè)來(lái)說(shuō)還要面臨高昂的專(zhuān)利費問(wèn)題，目前規定：
－ 每臺解碼設備需要交給MPEG-LA 0.25美元
－ 編碼/解碼設備還需要按時(shí)間交費（4美分/天=1.2美元/月 =14.4美元/年）
H.264/AVC
H.264集中了以往標準的優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都得到突破性進(jìn)展，使得它獲得比以往標準好得多整體性能：
－ 和H.263+和MPEG-4 SP相比最多可節省50％的碼率，使存儲容量大大降低；
－ H.264在不同分辨率、不同碼率下都能提供較高的視頻質(zhì)量；
－ 采用“網(wǎng)絡(luò )友善”的結構和語(yǔ)法，使其更有利于網(wǎng)絡(luò )傳輸。
H.264采用簡(jiǎn)潔設計,使它比MPEG4更容易推廣，更容易在視頻會(huì )議、視頻電話(huà)中實(shí)現，更容易實(shí)現互連互通，可以簡(jiǎn)便地和G.729等低比特率語(yǔ)音壓縮組成一個(gè)完整的系統。
MPEG LA吸收MPEG-4的高昂專(zhuān)利費而使它難以推廣的教訓，MPEG LA制定了以下低廉的H.264收費標準：H.264廣播時(shí)基本不收費；產(chǎn)品中嵌入H.264編/解碼器時(shí)，年產(chǎn)量10萬(wàn)臺以下不收取費，超過(guò)10萬(wàn)臺每臺收取0.2美元，超過(guò)500萬(wàn)臺每臺收取0.1美元。低廉的專(zhuān)利費使得中國H.264監控產(chǎn)品更容易走向世界。
監控中視頻編碼分辨率的選擇
目前監控行業(yè)中主要使用以下分辨率：SQCIF、QCIF、CIF、4CIF。
SQCIF和QCIF的優(yōu)點(diǎn)是存儲量低，可以在窄帶中使用，使用這種分辨率的產(chǎn)品價(jià)格低廉；缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量往往很差、不被用戶(hù)所接受。
CIF是目前監控行業(yè)的主流分辨率，它的優(yōu)點(diǎn)是存儲量較低，能在普通寬帶網(wǎng)絡(luò )中傳輸，價(jià)格也相對低廉，它的圖像質(zhì)量較好，被大部分用戶(hù)所接受。缺點(diǎn)是圖像質(zhì)量不能滿(mǎn)足高清晰的要求。
4CIF是標清分辨率，它的優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰。缺點(diǎn)是存儲量高，網(wǎng)絡(luò )傳輸帶寬要求很高，價(jià)格也較高。
分辨率新的選擇－528x384
2CIF（704x288）已被部分產(chǎn)品采用，用來(lái)解決CIF清晰度不夠高和4CIF存儲量高、價(jià)格高昂的缺點(diǎn)。但由于704x288只是水平分辨率的提升，圖像質(zhì)量提高不是特別明顯。
經(jīng)過(guò)測試，我們發(fā)現另外一種2CIF分辨率528x384，比704x288能更好解決CIF、4CIF的問(wèn)題。特別是在512Kbps－1Mbps碼率之間，能獲得穩定的高質(zhì)量圖像，滿(mǎn)足用戶(hù)較高圖像質(zhì)量的要求。目前這一分辨率已被許多網(wǎng)絡(luò )多媒體廣播所采用，被廣大用戶(hù)所接受。比如杭州網(wǎng)通網(wǎng)上影院是采用512x384分辨率,在768k下能穩定地獲得近似DVD的圖像質(zhì)量
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